Laboratorium Wytrzymałości Materiałów
WMRiP Grupa M5 Rok II Semestr IV Nr podgrupy I Posadzy Piotr Walkowiak Daniel Winiecki Mariusz Wróblewski Adam Wróblewski Paweł	Temat: Statyczna próba skręcania
Data wykonania ćwiczenia: 1998-03-12	Data oddania sprawozdania: 1998-03-19	Ocena:

1. Dane o skręcarce:

Ćwiczenie zostało przeprowadzone na skręcarce KM-50-1 o zakresie 0 - 100 Nm, dokładność 0,2 Nm.

2. Rysunek próbki:

3. Warunki próby:

Próba została przeprowadzona w Laboratorium Wytrzymałości Materiałów. Temperatura w pomieszczeniu wynosiła od 15⁰C do 20⁰C. Prędkość skręcania wynosiła 0,3 obr./min.

4. Wykres skręcania dołączony do sprawozdania na osobnej kartce.

5. Wzory definiowanych wielkości, obliczenia i oznaczenia:

1.

2.

3.a.

b.

4.

5.

τ_max - maksymalne naprężenie styczne [MPa]

M_s - moment skręcający [Nm]

M_zas1 - analityczne przybliżenie momentu zastępczego [Nm]

M_zas2 - moment zastępczy odczytany z wykresu zastępczego [Nm]

W₀ - wskaźnik wytrzymałości na skręcanie [mm³]

α - kąt skręcenia [rad]

γ - kąt odkształcenia postaciowego [rad]

R_e,s - granica plastyczności [MPa]

6. Tabela wyników:

Lp.	dśr [mm]	L [mm]	W0 [mm^3]	Me,s [Nm]	Mz [Nm]	αz	Re,s [MPa]	Rm,s[MPa]			γz [rad]
																	1	2	3
	10,06	100	200	44,4	78,4	39,18	222	504	378	395,73	63,23

d_śr - uśredniona średnica roboczej części próbki

L - długość robocza próbki

W₀ - wskaźnik wytrzymałości na skręcanie [mm³]

M_e­,s - moment skręcający w punkcie granicznej plastyczności

M_z - moment zastępczy

α_z - zastępczy kąt skręcenia

R_e,s - granica plastyczności

R_m,s - max. naprężenia styczne

γ_z - zastępczy kąt odkształcenia postaciowego

7. Szkic przełomu:

8. Analiza dokładności obliczenia τ_max (na przykładzie R_m,s):

Wzór 5.1 stosowany jest w przypadku materiałów kruchych, gdzie γ_z (kąt odkształcenia postaciowego) jest niewielki, a zerwanie próbki następuje stosunkowo szybko. Wykorzystując ten wzór nie uwzględniamy granicy plastyczności, jak również nie bierzemy pod uwagę zmiany przekroju poprzecznego, gdyż zmiana ta jest nieznaczna. W przypadku wzoru 5.2 uwzględniono zostało płynięcie materiału po przekroczeniu granicy plastyczności. Dokładność obliczeń z zastosowaniem tego wzoru jest większa niż w przypadku wzoru 5.1 . Wzór 5.2 stosuje się do materiałów plastycznych. Najdokładniejszym wzorem jest wzór 5.3.a , ponieważ uwzględnia on zarówno płynięcie, jak również umocnienie materiału wywołane naprężeniami stycznymi. Różnice procentowe pomiędzy uzyskanymi wartościami obliczonymi wzorem 5.1 i 5.2, a między wzorem 5.1 i 5.3.a wynoszą odpowiednio: 25% i 21%. Wartości te zostały obliczone z zależności:

gdzie: a = 504 [MPa]

b = 378 [MPa]

9. Wnioski:

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że materiał próbki odznaczał się znaczną plastycznością, ponieważ uległa ona zniszczeniu pod wpływem znacznych naprężeń stycznych i pękła ona w płaszczyźnie działania tych naprężeń (prostopadle do osi próbki). Także na podstawie dużego kąta skręcenia próbki, który wyniósł 39,4 rad można powiedzieć, że materiał miał dużą zdolność do odkształceń trwałych.

---